Prospecção e Análise Técnica da Jazida de Calcário Renaux
com o Objetivo de Desenvolver Calcita #200
para Aplicação em Massas de Monoporosa
Nilson Schwartz da Silvaa*, Moishés Luiz da Silvaa*
T-cota Engenharia e Minerais Industriais Ltda.,
Rua Coronel Izidoro, 1022, CEP 88.200- 000 Tijucas - SC, Brasil
*e-mail: nilson@t-cota. com.br, [email protected]
a
Resumo: Estudo feito pela T-cota demonstrou a importância da composição química do calcário calcítico
(calcita) sobre a estabilidade dimensional de revestimentos cerâmicos esmaltados (monoporosas). Mostrou
também sua influência sobre a cor e a resistência mecânica. A conclusão do estudo especificou composição
química de calcita indicada para uso nesses revestimentos. A partir das especificações técnicas e econômicas da
calcita que atende a indústria de monoporosa de Santa Catarina, a T-cota pesquisou e desenvolveu um mineral
industrial regional.O presente artigo mostra o trabalho de desenvolvimento da calcita Botuverá. Relata os
resultados da prospecção da ocorrência mineral, a formulação do mineral industrial e o seu comportamento em
massa de monoporosa típica. Ele reflete o compromisso da T-cota na busca de minerais industriais regionais de
qualidade.
Palavras-chave: calcários industriais, mineração, pesquisa mineral, matérias-primas, laboratório de
análise.
1. Introdução
Santa Catarina é o maior produtor nacional de revestimentos
cerâmicos esmaltados para aplicação em paredes de cozinhas e
banheiros, denominados, comercialmente por monoporosa. A
monoporosa destaca-se dos demais revestimentos para parede devido
à sua excelente conformidade dimensional e qualidade da superfície
esmaltada, requisitos de produto controlados, respectivamente,
pela composição química e granulométrica da calcita utilizada.
Composição química e granulometria controlam também a cor e a
resistência mecânica do produto acabado.
Com o objetivo de desenvolver calcita para o atendimento da
demanda da indústria catarinense, a T-cota prospectou calcários
calcíticos na Jazida Renaux, em Brusque, SC, de direito minerário
da empresa Calcário Botuverá. O resultado do trabalho foi o
desenvolvimento e a produção de calcita #200, que vem sendo usada
pelos principais fabricantes de monoporosa do Estado.
Estima-se que a área cubada contenha, pelo menos, 100.000 t de
calcita que cumpram as especificações técnicas para uso em massas
de monoporosa.
3. Resultados
Os resultados da prospecção e análise técnica do calcário das duas
bancadas foram medidos de duas maneiras, em duas etapas:
1.Análise química das amostras e da mistura das amostras que
atendem aos requisitos da massa – Mix Botuverá;
2.Teste do Mix Botuverá em massa padrão de m
­ onoporosa.
2. Prospecção da Área
Com base na experiência da Mineração Calcário Botuverá sobre a
extração de calcário da jazida Renaux, foram definidas duas bancadas
para início da prospecção da área. A bancada 1 compreende a área de
maior concentração de calcário calcítico da jazida. Esta bancada de
cor acinzentada mede cerca 40 m de altura por 150 × 50 m de base e
é bastante homogênea. O corpo do mineral mergulha com inclinação
cerca de 20° (Figura 1).
A bancada 2 compreende uma larga faixa que corta toda extensão
da mina, desde o pátio principal até as bancadas mais altas, e mede,
aproximadamente, 50 m de alura; apresenta cor acinzentada como a 1;
sua inclinação é também de 20° (Figura 2).
Por conta do mergulho do corpo, todos os furos de sondagem
respeitaram o critério de 15 a 20° de inclinação, contrária à orientação
do mineral, conforme setas na Figura 2. De cada furo de 9 m de
profundidade foram coletadas 3 amostras. As amostras foram
extraídas com a ajuda de um equipamento de perfuração denominado
“rock drill” (Figura 3).
Cerâmica Industrial, 15 (3) Maio/Junho, 2010
Figura 1. Bancada 1
39
4. Análise Química
As amostras coletadas foram quarteadas para análise. As
Tabelas 1 e 2 expressam os resultados das análises químicas das
bancadas. A Tabela 3 define a calcita que representa o compromisso
entre o melhor aproveitamento econômico da jazida e o atendimento
aos requisitos de produto.
O calcário das duas bancadas analisadas apresenta alto teor de
CaO e baixos de MgO e Fe2O3. A composição química destes materiais
atende aos requisitos técnicos de massas de monoporosa.
Figura 2. Bancada 2
Encontraram-se poucas contaminações nas bancadas. Por
exemplo: a amostra de 0 a 3 m do furo 03 da bancada 1 não é
calcita, e todas as amostras do furo 07 da bancada 2 apresentaram
teor de Fe2O3 mais alto que o das calcitas tipicamente utilizadas
pela indústria.
Com base nos resultados das análises químicas, misturara-se todas
as amostras – excluindo as com teor de CaO menor que 48% ou Fe2O3
maior que 1,0%. A mistura – Mix Botuverá – foi testada em massa
padrão de monoporosa em substituição a uma calcita tipicamente
utilizada pela indústria.
Figura 3. Perfuração com equipamento “rock drill” respeitando inclinação
do corpo.
Tabela1. Bancada 1.
Amostras/óxidos (%)
Calcita padrão 1
Calcário padrão 2
Calcário padrão 3
Calcário de minas
Botuverá F-1 - 0 a 3 m
Botuverá F-1 - 3 a 6 m
Botuverá F-1 - 6 a 9 m
Botuverá F-2 - 0 a 3 m
Botuverá F-2 - 3 a 6 m
Botuverá F-2 - 6 a 9 m
Botuverá F-3 - 3 a 6 m
Botuverá F-3 - 3 a 9 m
Botuverá F-4 - 0 a 3 m
Botuverá F-4 - 3 a 6 m
Botuverá F-4 - 6 a 9 m
Botuverá F-5 - 0 a 3 m
Botuverá F-5 - 3 a 6 m
Botuverá F-5 - 6 a 9 m
Botuverá F-6 - 0 a 3 m
Botuverá F-6 - 3 a 6 m
Botuverá F-6 - 6 a 9 m
Média
Amplitude
Menor
Maior
40
SiO2
5,67
10,85
10,94
2,25
2,38
2,18
2,68
3,06
3,78
3,09
4,02
4,61
4,14
5,73
4,76
2,80
3,38
4,55
4,88
4,83
3,78
3,80
3,54
2,18
5,70
Al2O3
1,12
2,58
1,93
0,16
0,52
0,37
0,69
0,78
1,25
0,74
0,98
1,48
1,34
1,93
2,55
0,79
1,02
1,70
1,88
1,75
1,37
1,24
2,16
0,37
2,55
Fe2O3
0,47
1,67
0,76
0,15
0,28
0,46
0,40
0,35
0,45
0,33
0,93
0,74
0,40
0,55
0,71
0,39
0,36
0,52
0,54
0,64
0,66
0,51
0,64
0,28
0,93
CaO
46,44
41,45
41,51
52,47
52,36
51,11
51,77
51,30
48,22
51,71
48,61
48,66
50,97
47,95
48,00
52,26
51,07
49,43
49,57
49,05
51,07
50,18
4,46
47,95
52,36
K2O
0,17
0,59
0,01
0,07
0,17
0,14
0,21
0,20
0,36
0,22
0,26
0,38
0,32
0,53
0,65
0,21
0,28
0,40
0,47
0,48
0,40
0,33
0,51
0,13
0,65
TiO2
0,06
0,28
0,08
0,01
0,03
0,02
0,04
0,05
0,06
0,03
0,13
0,09
0,04
0,05
0,08
0,03
0,03
0,05
0,05
0,04
0,04
0,05
0,11
0,02
0,13
MgO
5,20
4,23
5,48
0,69
0,82
2,38
0,69
0,54
0,42
0,38
1,36
0,62
0,19
0,35
2,73
0,36
0,58
0,34
0,15
0,19
0,17
0,72
2,58
0,15
2,73
P2O5
0,04
0,10
0,00
0,35
0,01
0,01
0,03
0,02
0,02
0,02
0,04
0,05
0,04
0,06
0,00
0,03
0,03
0,05
0,06
0,04
0,04
0,03
0,06
0,00
0,06
PF
39,15
35,69
36,58
41,43
41,03
39,06
41,31
37,46
38,75
40,93
38,45
39,58
39,15
38,59
34,43
39,79
40,90
39,45
37,66
38,25
39,46
39,07
6,88
34,43
41,31
Cerâmica Industrial, 15 (3) Maio/Junho, 2010
Tabela 2. Bancada 2.
Amostras/óxidos (%)
SiO2
Calcita padrão 1
Calcário padrão 2
Calcário padrão 3
Calcário de minas
Botuverá F-7 - 0 a 3 m
Botuverá F-7 - 3 a 6 m
Botuverá F-7 - 6 a 9 m
Botuverá F-8 - 0 a 3 m
Botuverá F-8 - 3 a 6 m
Botuverá F-8 - 6 a 9 m
Botuverá F-9 - 0 a 3 m
Botuverá F-9 - 3 a 6 m
Botuverá F-9 - 6 a 9 m
Média
Amplitude
Menor
Maior
5,67
10,85
10,94
2,25
5,64
5,95
5,24
2,32
2,66
3,99
2,77
3,54
3,95
4,00
3,63
2,31
5,95
Al2O3
Fe2O3
1,12
2,58
1,93
0,16
3,81
2,65
4,40
0,47
0,69
1,23
0,79
1,18
1,38
1,84
3,93
0,46
4,40
0,47
1,67
0,76
0,15
1,49
1,15
1,32
0,23
0,28
0,42
0,27
0,35
0,48
0,66
1,26
0,22
1,48
CaO
K2O
46,44
41,45
41,51
52,47
47,74
47,22
48,34
52,91
52,38
50,43
52,23
50,63
50,66
50,28
5,68
47,22
52,91
TiO2
0,17
0,59
0,01
0,07
0,75
0,54
0,84
0,16
0,20
0,37
0,21
0,31
0,35
0,41
0,68
0,15
0,84
0,06
0,28
0,08
0,01
0,16
0,10
0,16
0,03
0,03
0,04
0,02
0,03
0,07
0,07
0,14
0,02
0,20
MgO
5,20
4,23
5,48
0,69
2,45
0,21
2,43
0,40
0,35
0,42
0,36
0,33
0,30
0,80
2,23
0,21
2,45
P2O5
PF
0,04
0,10
0,00
0,35
0,00
0,06
0,00
0,03
0,02
0,05
0,02
0,03
0,05
0,03
0,06
0,06
0,00
39,15
35,69
36,58
41,43
36,37
37,22
35,38
41,61
41,79
39,37
40,82
40,36
39,74
39,18
6,40
35,37
41,78
Tabela 3. Composição química do Mix Botuverá.
Óxidos (%)
Mix Botuverá
SiO2
3,299
Al2O3
2,021
Fe2O3
1,004
CaO
50,692
Na2O
0,04
K2O
MnO
0,446
0,006
TiO2
0,182
MgO
0,967
P2O5
0,082
5. Avaliação do Comportamento Tecnológico
da Calcita Mix Botuverá em Massa Típica de
Monoporosa
O comportamento tecnológico de massa típica de monoporosa
com Calcita Mix Botuverá foi avaliado comparativamente ao
da mesma massa com calcita típica utilizada pela indústria para
verificar o atendimento do Mix Botuverá às especificações de massa
(Tabela 4).
5.1. Propriedades tecnológicas pré-queima
Expansão de prensagem de corpo de prova verde e retração de
secagem, densidade aparente e resistência mecânica à flexão de corpos
de prova secos (Figura 4) (Tabela 5).
Tabela 4. Fórmulas e parâmetros de processo.
Matéria-prima
Argila
Caulim
Calcita padrão
Mix Botuvera
Filito
Soma
Resíduo #325 (%)
Umidade (%)
Press. Esp. (kgf.cm–2)
Ciclo queima (minutos)
Calcita típica
38
31
16
Mix Botuverá
38
31
16
15
100
15
100
5,0 - 6,0
6,5
280
38
5,0 - 6,0
6,5
280
38
Figura 4. Curvas de defloculação.
5.2. Diagramas de queima (Tabelas 6-8)
Tabela 6. Retração linear.
Massa
Calcita típica
Mix Botuvera
1080
0,47
0,41
Temperatura (°C)
1100 1120 1140
0,53
0,75
1,09
0,43
0,49
0,61
1160
1,48
0,77
Temperatura (°C)
1100 1120 1140
18,02 17,72 16,6
18,07 18,28 17,81
1160
15,53
17,52
∆RL
0,56
0,18
Tabela 7. Absorção de água.
Tabela 5. Características técnicas da placa prensada seca.
Dapseco (g.cm )
RMFseco (kgf.cm–2)
–2
Calcita típica
1,966
37,11
Cerâmica Industrial, 15 (3) Maio/Junho, 2010
Mix Botuverá
1,948
37,78
Massa
Calcita típica
Mix Botuvera
1080
18,34
18,43
∆AA
1,42
0,26
41
Tabela 8. Densidade aparente.
Massa
Calcita típica
Mix Botuvera
1080
1,763
1,749
Temperatura (°C)
1100
1120
1140
1,774
1,785
1,805
1,753
1,753
1,761
1160
1,838
1,775
5.3. Propriedades tecnológicas pós-queima (Tabelas 9-10)
Tabela 9. Resistência mecânica à flexão, perda ao fogo e expansão por
umidade
RMF Q. 1140 ºC (kgf.cm–2)
Perda ao fogo - 1140 ºC (%)
Expansão por umidade (%)
Calcita típica
304,47
11,61
0,015
Mix Botuverá
278,14
11,8
0,013
Tabela 10. Cor.
Coordenadas Colorimétricas
Calcita típica
Mix Botuvera
L*
78,09
77,41
a*
7,17
8,18
b*
19,46
19,09
∆E
0,88
6. Observações
Sobre as propriedades tecnológicas pré-queima: a substituição
da calcita típica pelo Mix Botuverá não alterou as propriedades préqueima da massa em estudo.
42
Sobre o comportamento na queima: a massa com Mix Botuverá
melhorou significativamente a estabilidade dimensional do
produto.
Sobre a resistência mecânica à flexão da massa queimada:
embora a resistência da massa ‘Mix Botuverá’ seja inferior a da massa
‘Calcita típica’, o valor de resistência da massa Mix Botuverá ainda é
muito superior ao valor mínimo de 150 kgf.cm–2 prescrito pela norma
ISO13006 para placas de espessura superior a 7,5 mm.
Sobre a defloculação das massas: barbotinas preparadas
com Mix Botuverá e calcita típica apresentaram comportamento
na defloculação parecidos, destacando-se menor quantidade de
defloculante necessário ao alcance de mínima viscosidade quando
se emprega Mix Botuverá;
Sobre a cor das massas: a massa com Mix Botuverá apresentou
cor branca, similar à típica, que cumpre os requisitos de cor da
monoporosa.
7. Conclusões
A calcita Mix Botuverá é indicada para uso em massas de
monoporosa brancas, para produção de produtos de grandes formatos
e regularidade dimensional, devido à sua composição química, rica
em CaO, e baixo Fe2O3 e MgO.
A grande capacidade do minerador de produzi-la com
granulometria controlada em #200, e a capacidade da T-cota em
controlar as propriedades físicas e químicas, conferem à Calcita
Botuverá grande destaque para uso em composições de monoporosa
às fábricas Catarinenses.
Cerâmica Industrial, 15 (3) Maio/Junho, 2010